图灵机结构
案例1：为了更加形象的说明图灵机的结构 ，首先从小虫爬黑白格织带建立的信息处理模型开始。
在模型中首先需要对小虫所在的环境进行建模。不妨假设小虫所处的纸带是一个无限长的纸带，这个纸带上被分成若干个小方格，而每个方格都只有黑白两种颜色。假设小虫仅具有一个感觉器官，而每个方格都只有黑白两种颜色。假设小虫仅具有一个感觉器官：眼睛，而且它的实力差的可怜，也就是说它仅仅那个感受到它所处的方格的颜色，因而这个方格所在位置的黑色或白色的信息就是小虫的输入信息，用ＩＮ＝｛黑，白｝表示。其次小虫有输出动作，它可以再方格上前移、后移，用ＯＵＴ＝｛前移、后移｝表示。
规则表示：当小虫读到黑色方格时就向前走一个方格，若读到白色方格则向后推一个方格。设小虫所处的环境如下图，小虫从最左端开始，按上述规则执行时小虫动作如下：
（１）读到黑色，向前移动一格
（２）读到黑色，向再移一格
（３）读到黑白，向后退一格
……
图灵机结构模型
案例２：一个合理的小虫模型应该具备哪些要素？图灵机是由控制器、存储带和读写头组成。
(1)控制器：它是一台时序机．即有限自动机，具有有限个内在状态，包括初始状态和终止状态。控制器内存有操作程序，即指令序列，用来驱动存储带左右移动和控制读写头的操作；
(2）储带(输入带)：它是一条可向两端无限延伸的带子，带上分成一个个方格，每一方格可以存储规定字符表中的一个字符，也可保持空白；
(3)读写头(带头)：它能与存储带进行相对运动，并对存储带进行扫描，每次读出或写入一个字符。读写头与控制器能进行双向通信，即接受控制器的指令，并将扫描结果送到控制器。
冯诺依曼机
案例３ ： 为什么数据和程序可以存放在存储器？
冯诺依曼计算机的和新原理 ——存储程序就是把程序和数据都送到具有记忆功能的存储器中保存下来，存储器的字长固定并按照顺序线性编址，指令的执行与其在存储器中的存放顺序有关。只要给出程序中第一条指令的地址，就可以在中央系统的控制下，完成整个程序和数据的存储以及程序的执行，执行时一运算器为核心，所有执行都要经过运算器，这样不用对控制单元重新布线，就可以通过改变存储器单元的内容修改程序的执行方式。
尽管多年计算机体系发生了重大变化，性能不断改进提高，但冯诺依曼计算机中的许多思想仍然影响着计算机的设计，如可以简化机器逻辑线路的二进制系统的使用、数据和指令统一存放在存储器中、程序控制执行等。
